Kas ir lineāro nevienādību sistēma. Nevienlīdzības sistēmas – zināšanu hipermārkets
Apskatīsim piemērus, kā atrisināt lineāro nevienādību sistēmu.
4x + 29 \end(masīvs) \right.\]" title="Rendered by QuickLaTeX.com">!}
Lai atrisinātu sistēmu, ir nepieciešama katra tās sastāvdaļu nevienlīdzība. Vienīgi tika pieņemts lēmums nerakstīt atsevišķi, bet gan kopā, apvienojot tos ar cirtainu lencīti.
Katrā no sistēmas nevienādībām nezināmo pārnesam uz vienu pusi, zināmos uz otru ar pretējā zīme:
Title="Rendered by QuickLaTeX.com">!}
Pēc vienkāršošanas abas nevienādības puses jādala ar skaitli X priekšā. Pirmo nevienādību dalām ar pozitīvu skaitli, tātad nevienādības zīme nemainās. Mēs dalām otro nevienādību ar negatīvu skaitli, tāpēc nevienlīdzības zīme ir jāapgriež otrādi:
Title="Rendered by QuickLaTeX.com">!}
Mēs atzīmējam nevienādību risinājumu uz skaitļu taisnēm:
Atbildot uz to, mēs pierakstām risinājumu krustpunktu, tas ir, daļu, kur abās līnijās ir ēnojums.
Atbilde: x∈[-2;1).
Pirmajā nevienādībā atbrīvosimies no daļskaitļa. Lai to izdarītu, mēs reizinām abas puses vārdu pa vārdam ar mazāko kopsaucēju 2. Reizinot ar pozitīvu skaitli, nevienlīdzības zīme nemainās.
Otrajā nevienādībā mēs atveram iekavas. Divu izteiksmju summas un starpības reizinājums ir vienāds ar šo izteiksmju kvadrātu starpību. Labajā pusē ir kvadrāts no starpības starp abām izteiksmēm.
Title="Rendered by QuickLaTeX.com">!}
Pārvietojam nezināmos uz vienu pusi, zināmos uz otru ar pretēju zīmi un vienkāršojam:
Mēs sadalām abas nevienādības puses ar skaitli X priekšā. Pirmajā nevienādībā mēs dalām ar negatīvu skaitli, tāpēc nevienlīdzības zīme ir apgriezta. Otrajā mēs dalām ar pozitīvu skaitli, nevienlīdzības zīme nemainās:
Title="Rendered by QuickLaTeX.com">!}
Abām nevienādībām ir zīme “mazāks par” (nav svarīgi, ka viena zīme ir stingri “mazāka par”, otra ir brīva, “mazāka par vai vienāda”). Mēs nevaram atzīmēt abus risinājumus, bet izmantot “ ” noteikumu. Mazākais ir 1, tāpēc sistēma reducē līdz nevienlīdzībai
Mēs atzīmējam tā risinājumu uz skaitļu līnijas:
Atbilde: x∈(-∞;1].
Atverot iekavas. Pirmajā nevienlīdzībā - . Tas ir vienāds ar šo izteiksmju kubu summu.
Otrajā - divu izteiksmju summas un starpības reizinājums, kas ir vienāds ar kvadrātu starpību. Tā kā šeit iekavu priekšā ir mīnusa zīme, labāk tās atvērt divos posmos: vispirms izmantojiet formulu un tikai pēc tam atveriet iekavas, mainot katra termina zīmi uz pretējo.
Mēs pārvietojam nezināmos vienā virzienā, zināmos otrā ar pretēju zīmi:
Title="Rendered by QuickLaTeX.com">!}
Abas ir lielākas par zīmēm. Izmantojot noteikumu “vairāk nekā vairāk”, mēs reducējam nevienādību sistēmu līdz vienai nevienādībai. Lielākais no diviem skaitļiem ir 5, tāpēc
Title="Rendered by QuickLaTeX.com">!}
Ciparu rindā atzīmējam nevienādības risinājumu un pierakstām atbildi:
Atbilde: x∈(5;∞).
Tā kā algebrā lineāro nevienādību sistēmās notiek ne tikai kā patstāvīgi uzdevumi, bet arī dažāda veida vienādojumu, nevienādību u.c. risināšanas gaitā ir svarīgi šo tēmu apgūt laikus.
Nākamreiz apskatīsim piemērus lineāro nevienādību sistēmu risināšanai īpašos gadījumos, kad vienai no nevienādībām nav atrisinājumu vai tās risinājums ir jebkurš skaitlis.
Kategorija: |LINEĀRI VIENĀDĀJUMI UN NEVIENĀDĪBAS I
§ 23 Lineāro nevienādību sistēmas
Lineāro nevienādību sistēma ir jebkura divu vai vairāku lineāru nevienādību kopa, kas satur vienu un to pašu nezināmo lielumu.
Šādu sistēmu piemēri ir šādas sistēmas:
Nevienādību sistēmas risināšana nozīmē visu nezināmā daudzuma vērtību atrašanu, kurai ir izpildīta katra sistēmas nevienādība.
Atrisināsim iepriekš minētās sistēmas.
Novietosim divas skaitļu līnijas vienu zem otras (31. att.); augšpusē mēs atzīmējam šīs vērtības X , kurai ir izpildīta pirmā nevienlīdzība ( X > 1), un apakšā šīs vērtības X , kurai ir izpildīta otrā nevienādība ( X > 4).
Salīdzinot rezultātus skaitļu rindās, mēs pamanām, ka abas nevienādības tiks izpildītas vienlaicīgi, kad X > 4. Atbilde, X > 4.
Pirmā nevienlīdzība dod -3 X < -б, или X > 2, un otrais - X > -8 vai X < 8. Далее поступаем так же, как и в первом примере. На одной числовой прямой отмечаем все те значения X , kurai ir izpildīta pirmā sistēmas nevienādība, un otrajā skaitļu rindā, kas atrodas zem pirmās, visas šīs vērtības X , kurai ir izpildīta otrā sistēmas nevienādība (32. att.).
Šo divu rezultātu salīdzinājums parāda, ka abas nevienādības vienlaikus būs spēkā visām vērtībām X , ietverts no 2 līdz 8. Šādu vērtību kopa X rakstīts kā dubultā nevienlīdzība 2< X < 8.
Piemērs 3. Atrisiniet nevienādību sistēmu
Pirmā sistēmas nevienādība dod 5 X < 10, или X < 2, второе X > 4. Tātad jebkuram skaitlim, kas vienlaikus apmierina abas nevienādības, nedrīkst būt lielāks par 2 un lielāks par 4 (33. att.).
Bet tādi skaitļi neeksistē. Tieši tāpēc šī sistēma nevienlīdzības nav apmierinātas nevienai vērtībai X . Šādas nevienlīdzību sistēmas sauc par nekonsekventām.
Vingrinājumi
Atrisiniet šīs nevienādību sistēmas (Nr. 179 -184):
Atrisiniet nevienādības (Nr. 185, 186):
185. (2X + 3) (2 - 2X ) > 0. 186. (2 - π ) (2X - 15) (X + 4) > 0.
Atrodiet vienlīdzības datos (Nr. 187, 188) iekļauto burtu derīgās vērtības:
Atrisiniet nevienādības (Nr. 189, 190):
189. 1 < 2X - 5 < 2. 190. -2 < 1 - Ak < 5.
191. Kādai jābūt 10 litru ūdens temperatūrai, lai to sajauktu ar 6 litriem ūdens 15° temperatūrā, lai iegūtu ūdeni ar temperatūru vismaz 30° un ne augstāku par 40°?
192. Trijstūra viena mala ir 4 cm, bet pārējo divu malu summa ir 10 cm. Atrodiet šīs malas, ja tās ir izteiktas ar veseliem skaitļiem.
193. Ir zināms, ka divu lineāro nevienādību sistēma nav izpildīta nevienai nezināmā lieluma vērtībām. Vai varam teikt, ka šīs sistēmas individuālās nevienādības nav izpildītas nevienai nezināmā daudzuma vērtībām?
1. definīcija . Punktu kopums telpā R n , kuras koordinātas apmierina vienādojumu A 1 X 1 + a 2 X 2 +…+ a n x n = b, sauc ( n - 1 )-dimensiju hiperplakne in n- dimensiju telpa.
1. teorēma. Hiperplakne sadala visu telpu divās pustelpās. Pustelpa ir izliekta kopa.
Galīga skaita pustelpu krustpunkts ir izliekta kopa.
2. teorēma . Lineārās nevienādības atrisināšana ar n nezināms
A 1 X 1 + a 2 X 2 +…+ a n x n b
ir viena no pustelpām, kurā visa telpa ir sadalīta ar hiperplakni
A 1 X 1 + A 2 X 2 +…+a n x n= b.
Apsveriet sistēmu m lineārās nevienādības ar n nezināms.
Katras sistēmas nevienlīdzības risinājums ir noteikta pustelpa. Sistēmas risinājums būs visu pustelpu krustpunkts. Šis komplekts būs slēgts un izliekts.
Lineāro nevienādību sistēmu risināšana
ar diviem mainīgajiem
Ļaujiet mums dot sistēmu m lineāras nevienādības ar diviem mainīgajiem.
Katras nevienlīdzības risinājums būs viena no pusplaknēm, kurās visa plakne ir sadalīta ar atbilstošo taisni. Sistēmas risinājums būs šo pusplakņu krustpunkts. Šo problēmu var atrisināt grafiski plaknē X 1 0 X 2 .
37.Izliekta daudzskaldņa attēlojums
1. definīcija. Slēgts izliekts ierobežots komplekts R n, kam ir ierobežots skaitlis stūra punkti, sauc par izliektu n-dimensiju daudzskaldnis.
2. definīcija . Slēgts izliekts neierobežots komplekts R n ar ierobežotu skaitu stūra punktu sauc par izliektu daudzskaldņu apgabalu.
3. definīcija . Daudzi AR n sauc par ierobežotu, ja ir n-izmēru bumbiņa, kurā ir šis komplekts.
4. definīcija. Izliekta lineāra punktu kombinācija ir izteiksme, kur t i , .
Teorēma (teorēma par izliekta daudzskaldņa attēlojumu). Jebkuru izliekta daudzskaldņa punktu var attēlot kā tā stūra punktu izliektu lineāru kombināciju.
38. Vienādojumu un nevienādību sistēmas pieļaujamo atrisinājumu apgabals.
Ļaujiet mums dot sistēmu m lineāros vienādojumus un nevienādības ar n nezināms.
1. definīcija . Punkts R n sauc par iespējamo sistēmas risinājumu, ja tā koordinātas apmierina sistēmas vienādojumus un nevienādības. Visu kopums iespējamie risinājumi sauc par sistēmas iespējamo risinājumu apgabalu (OPS).
2. definīcija. Iespējamo risinājumu, kura koordinātas nav negatīvas, sauc par sistēmas realizējamu risinājumu. Visu iespējamo risinājumu kopu sauc par sistēmas īstenojamo risinājumu domēnu (ADA).
1. teorēma . ODR ir slēgta, izliekta, ierobežota (vai neierobežota) apakškopa R n.
2. teorēma. Sistēmas pieļaujamais risinājums ir atsauces risinājums tad un tikai tad, ja šis punkts ir ODS stūra punkts.
3. teorēma (teorēma par ODR attēlojumu). Ja ODS ir ierobežota kopa, tad jebkuru iespējamo risinājumu var attēlot kā ODS stūra punktu izliektu lineāru kombināciju (izliektas lineāras sistēmas atbalsta risinājumu kombinācijas veidā).
4. teorēma (teorēma par sistēmas atbalsta risinājuma esamību). Ja sistēmai ir vismaz viens pieļaujamais risinājums (ADS), tad starp pieļaujamajiem risinājumiem ir vismaz viens standartrisinājums.
ir jebkura divu vai vairāku lineāru nevienādību kopa, kas satur vienu un to pašu nezināmo lielumu
Šeit ir šādu sistēmu piemēri:
Divu staru krustošanās intervāls ir mūsu risinājums. Tāpēc šīs nevienlīdzības risinājums ir viss X atrodas no diviem līdz astoņiem.
Atbilde: X
Šāda veida kartēšanas izmantošanu, lai atrisinātu nevienlīdzību sistēmu, dažreiz sauc jumta metode.
Definīcija: Divu kopu krustpunkts A Un IN tiek saukta par trešo kopu, kas ietver visus iekļautos elementus A un iekšā IN. Tā ir patvaļīgas dabas kopu krustpunkta nozīme. Tagad mēs detalizēti apsveram skaitliskās kopas, tāpēc, atrodot lineārās nevienādības, šādas kopas ir stari - līdzvirziena, pretvirziena utt.
Noskaidrosim pa īstam piemēri atrašana lineārās sistēmas nevienādības, kā noteikt sistēmā iekļauto individuālo nevienādību risinājumu kopu krustpunktus.
Aprēķināsim nevienlīdzību sistēma:
Novietosim divas spēka līnijas vienu zem otras. Augšpusē mēs attēlosim šīs vērtības X, kas apmierina pirmo nevienādību x>7 , un apakšā - kas darbojas kā otrās nevienlīdzības risinājums x>10 Salīdzināsim skaitļu līniju rezultātus un noskaidrosim, ka abas nevienādības tiks izpildītas, kad x>10.
Atbilde: (10;+∞).
Mēs to darām pēc analoģijas ar pirmo paraugu. Uz dotās skaitļu ass mēs attēlojam visas šīs vērtības X kuriem pastāv pirmais sistēmas nevienlīdzība, un uz otrās skaitliskās ass, kas atrodas zem pirmās, visas šīs vērtības X, kurai ir apmierināta sistēmas otrā nevienādība. Salīdzināsim šos divus rezultātus un noteiksim, ka abas nevienādības vienlaikus tiks izpildītas visām vērtībām X kas atrodas no 7 līdz 10, ņemot vērā zīmes, mēs iegūstam 7<x≤10
Atbilde: (7; 10]).
Līdzīgā veidā tiek atrisinātas šādas problēmas. nevienlīdzību sistēmas.